6015

بررسي و مقايسه روش هاي سنتز LiFePO4 به عنوان ماده كاتدي باتري هاي ليتيم-يون

۱۳۹۷

دكتر حميدرضا رضايي - دكتر سيد مرتضي مسعودپناه

در عصر حاضر صنعت الكترونيك پيشرفت چشمگيري نموده است. به دليل گسترش ارتباطات و فناوري اطلاعات وسايل الكترونيكي قابل حمل همچون گوشي‌هاي تلفن همراه، لپ تاپ‌ها و ... توسعه يافته‌اند. تامين انرژي به صورت آسان و مطلوب براي توسعه اين وسايل يك ضرورت مهم و انكارناپذير است. مي‌توان باتري را قلب وسايل الكترونيك قابل حمل دانست. به دليل مشكلات ايجاد شده به دليل آلودگي هوا و بالا رفتن دماي زمين، شركتهاي بزرگ خودروسازي سالانه هزينه‌هايي را صرف ساخت خودروهاي الكتريكي و هيبريدي مي‌نمايند. مهم ترين چالش‌ در ساخت اين خودروها تامين انرژي الكتريكي آنها مي‌باشد. بهترين گزينه براي رفع اين مهم استفاده از باتريهاي قابل شارژ جهت ذخيره‌ سازي انرژي الكتريكي در اين خودروها مي‌باشد. تحقيقات وسيعي در زمينه باتريهاي قابل شارژ در مراكز تحقيقاتي دنيا صورت مي‌پذيرد. اين تحقيقات باعث پيشرفت بسيار سريع باتريهاي قابل شارژ در چند دهه اخير شده است. باتريهاي ليتيم-يون در نوك قله اين پيشرفت قرار دارند. اين نوع باتري ها هر روز در حال توسعه و پيشرفت براي خدمت رساني بهتر مي باشند. از طرفي كاتد باتري ليتيم-يون در بين اجزاي آن همچون آند و الكتروليت نقش كليدي و اساسي دارد، همچنين دربين مواد كاتدي LiFePO4 به عنوان يك ماده كاتدي مرغوب و با ظرفيت شارژ بالا در باتري هاي ليتيم يون كاربرد دارد. با توجه به نياز شركت ها و كارخانه ها اين ماده به مقدار زياد و با كيفيت توليد شود كه با آشنايي با روش هاي سنتز LiFePO4ما را در انتخاب روش مناسب براي سنتز كمك خواهد كرد. از طرفي ماده كاتدي LiFePO4 عيوبي همچون هدايت الكتريكي پايين و سرعت كم انتشار يون ليتيم را داراست كه براي رفع اين مشكل اغلب اندازه ذرات را كاهش و يا با ذرات رسانا سطح را پوشش مي دهند. درنتيجه براي اينكه به بالاترين ظرفيت شارژ و تخليه برسيم بهتر است اين ماده كاتدي سنتز شود. در بين روش هاي سنتز مختلف كه تاكنون براي LiFePO4 استفاده شده است مي توان به روش سل-ژل، واكنش حالت جامد، هيدروترمال، آلياژسازي مكانيكي، هم رسوبي و سنتز احتراق محلولي اشاره كرد. هر كدام از اين روش ها مزايا و معايب خودشان را دارد ولي در بين اين روش هاي سنتز، روش سنتز احتراقي مزيت هاي زيادي دارد از جمله اينكه از لحاظ هزينه مقرون به صرفه و از لحاظ سرعت واكنش، سريع مي باشد و محصول به دست آمده از اين روش در ابعاد نانومتر است. در اين جا ابتدا توضيح مختصري در مورد باتري ليتيم-يون و اجزاي آن داده شد و سپس كاتدهاي مورد استفاده در باتري را بحث كرده و در نهايت روش هاي سنتز اين ماده كاتدي را مورد بررسي قرار داديم.

9/17/2018 12:00:00 AM

62230

1398/03/01